Ηλεκτρονικοί ενισχυτές

Ο όρος ενισχυτής είναι πολύ διφορούμενος. Μπορεί να είναι ένας υδραυλικός ενισχυτής, γνωστός στους αυτοκινητιστές, ένας μαγνητικός ενισχυτής που κάποτε χρησιμοποιήθηκε στα συστήματα αυτοματισμού. Είναι γνωστοί επίσης ηλεκτρομηχανικοί ενισχυτές και ρελέ.

Η αρχή λειτουργίας όλων των ενισχυτών είναι η ίδια: υπό την επίδραση ενός αδύναμου σήματος ελέγχου, εμφανίζεται ένα ισχυρό σήμα εξόδου στην έξοδο του ενισχυτή. Φυσικά, για τη λήψη ενός σήματος εξόδου υψηλής ισχύος απαιτείται μια εξωτερική πηγή ενέργειας.

Για παράδειγμα, ο έλεγχος ενός πηνίου ρελέ απαιτεί ισχύ σε κλάσμα ενός watt, ενώ οι επαφές μπορούν να μεταφέρουν ένα φορτίο αρκετών κιλοβάτ. Όπως λένε, υπάρχει κέρδος στην εξουσία. Αλλά σε αυτό το άρθρο μόνο οι ηλεκτρονικοί ενισχυτές θα αναθεωρηθούν σύντομα.

Ηλεκτρονικοί ενισχυτές

Είναι ο πιο κοινός κόμβος διαφόρων συσκευών και συσκευών. Ανάλογα με τη λειτουργία που εκτελείται, από τη φύση του σήματος εισόδου, οι ενισχυτές χωρίζονται σε διάφορους τύπους. Σε μια περίπτωση, για παράδειγμα, σήμα θερμοστοιχείουκαι σε μια άλλη, μουσική, ομιλία ή ένα σήμα από μια κεραία τηλεόρασης που λειτουργεί στο δεκαδικόμετρο φάσμα μήκους κύματος.

Αλλά όλοι οι ηλεκτρονικοί ενισχυτές ενώνουν το γεγονός ότι χρησιμοποιούν το φαινόμενο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας σε διάφορα περιβάλλοντα. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για κενό (ηλεκτρονικοί σωλήνες) και ημιαγωγούς (τρανζίστορ και μάρκες).

Οι περισσότεροι ηλεκτρονικοί ενισχυτές είναι σήμερα κατασκευασμένοι σε ημιαγωγούς, τα σχέδια λαμπτήρων χρησιμοποιούνται από τους λάτρεις του πολύ υψηλής ποιότητας ήχο, τους λάτρεις της μουσικής, ακόμα και όπου είναι αδύνατο να γίνει χωρίς λάμπες.

Οι ενισχυτές μπορούν να είναι δομικά είτε ως ξεχωριστή συσκευή είτε ως αναπόσπαστο μέρος οποιασδήποτε συσκευής, για παράδειγμα, μιας μέτρησης.

Ενισχυτές συνεχούς ρεύματος (UPT)

Αυτοί οι ενισχυτές λειτουργούν στην περιοχή συχνοτήτων από μηδέν μέχρι κάποια ανώτερη συχνότητα. Με άλλα λόγια, είναι σε θέση να ενισχύσουν μια σταθερή τάση. Σε αυτή την περίπτωση, φυσικά, το μεταβλητό στοιχείο του σήματος ενισχύεται επίσης. Ένα διάγραμμα, αν όχι όλα, ενός μέρους του UPT φαίνεται στο σχήμα 1.

Σχήμα 1. Κύκλωμα ενισχυτή DC

Προκειμένου να ενισχυθεί η "σταθερά", η σύνδεση μεταξύ των καταιγίδων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας αντιστάσεις, δίοδοι, διόδους zener ή ακόμα και απευθείας. Αυτή είναι η επιλογή που παρουσιάζεται στο Σχήμα 1. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες UPT βρίσκονται στο συστήματα αυτοματισμούμετατροπείς μη ηλεκτρικών μεγεθών, σε όργανα μέτρησης, σε ενισχυτές σήματος διαφόρων αισθητήρων.

UPT είναι επίσης η βάση για τη δημιουργία επιχειρησιακών ενισχυτών (op amp), οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες συσκευές. Στην πραγματικότητα, όλες οι μονάδες UPT κατασκευάζονται επί του παρόντος με βάση το OS, τα πλεονεκτήματα των οποίων είναι ευρέως γνωστά και δεν υπόκεινται σε καμία αμφιβολία.

Το σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα κυκλωμάτων ενός λειτουργικού ενισχυτή που βασίζεται σε ένα λειτουργικό ενισχυτή. Όπως μπορείτε να δείτε, είναι πολύ πιο απλό από το προηγούμενο, αν και οι παράμετροί του είναι πολύ καλύτερες.

Σχήμα 2. DT με βάση op-amp

Ενισχυτές AC

Οι ενισχυτές εναλλασσόμενου ρεύματος διαφέρουν από το CTD κατά το ότι ενισχύουν μόνο το μεταβλητό στοιχείο του σήματος εισόδου. Για παράδειγμα, το Σχήμα 3 δείχνει έναν ενισχυτή μικροφώνου για ένα δυναμικό μικρόφωνο όπως το MD-52 ή κάτι παρόμοιο, το οποίο ήταν εξοπλισμένο με οικιακά μαγνητόφωνα.

Εικόνα 3. Ενισχυτής μικροφώνου

Οι διαχωριστικοί πυκνωτές εγκαθίστανται στην είσοδο και την έξοδο του ενισχυτή που παράγεται στο μικροκυκλώνα, γεγονός που επιτρέπει τη διέλευση μέσω του ενισχυτή μόνο του μεταβλητού στοιχείου του σήματος.

Ένα τέτοιο κύκλωμα ονομάζεται επίσης ενισχυτής μικροφώνου. Συνδεδεμένη με την κάρτα ήχου του υπολογιστή, το αναφερόμενο μικρόφωνο σάς επιτρέπει να έχετε εξαιρετικό ήχο, πολύ καλύτερα από τη χρήση ενός κινεζικού υπολογιστή.

Ο ενισχυτής λειτουργεί ακόμα και από + 5V, ώστε να μπορείτε να τον τροφοδοτήσετε από τη θύρα USB ή να αφαιρέσετε 12 βολτ από τον υπολογιστή. Η συσκευή δεν απαιτεί ρύθμιση, αρχίζει να λειτουργεί αμέσως. Ένας μικρός αριθμός εξαρτημάτων σας επιτρέπει να συναρμολογήσετε αυτό το κύκλωμα με μια εγκατεστημένη εγκατάσταση χρησιμοποιώντας τα ευρήματα των εξαρτημάτων. Με αυτόν τον τρόπο, προσπαθήστε να κρατήσετε τις ενώσεις όσο το δυνατόν πιο σύντομες. Αυτό θα εξοικονομήσει από παρεμβολές και παρεμβολές.

Ενισχυτές υψηλής συχνότητας

Χρησιμοποιούνται κυρίως σε ραδιόφωνα και τηλεοράσεις. Σκοπός τους είναι να ενισχύσουν κάπως το σήμα εισόδου, για παράδειγμα, από μια κεραία. Ακολούθως, λαμβάνει χώρα η μετατροπή υπερετεροτιδίων, και περαιτέρω κύρια ενίσχυση λαμβάνει χώρα σε μία ενδιάμεση συχνότητα. Οι ιδιαιτερότητες τέτοιων ενισχυτών είναι η χρήση τρανζίστορ RF, καθώς και τα χαρακτηριστικά εγκατάστασης της συσκευής. Μια παρόμοια εγκατάσταση μπορεί να διαπιστωθεί αν ανοίξετε τη μονάδα ραδιοσυχνοτήτων οποιασδήποτε σύγχρονης τηλεόρασης.

Ενισχυτές μπάντας

Οι ενισχυτές μπάντας έχουν σχεδιαστεί για να ενισχύουν τα σήματα σε ένα στενό εύρος συχνοτήτων. Ένα παράδειγμα είναι οι ενισχυτές ενδιάμεσης συχνότητας (IF). Η ζώνη συχνοτήτων σε τέτοιους ενισχυτές παρέχεται από ταλαντευτικά κυκλώματα και φίλτρα συμπυκνωμένης επιλογής (FSS) ή πιεζοκεραμικά φίλτρα (PCF). Πράγματι, η ενίσχυση ενός σήματος σε μια στενή ζώνη συχνοτήτων είναι πολύ απλούστερη από τη δημιουργία ενός πολύ ευρυζωνικού ενισχυτή.

Εκτός από τους ενισχυτές που έχουν ήδη αναφερθεί, υπάρχει ένας πολύ μεγάλος αριθμός ποικιλιών, εδώ είναι μερικοί από αυτούς.

Προενισχυτές

Σκοπός τους είναι να ενισχύσουν το σήμα από μια ασθενή πηγή σε ένα επίπεδο αποδεκτό για περαιτέρω καταρράκτες. Για παράδειγμα, αυξήστε το επίπεδο του αποκωδικοποιητή στο επίπεδο εισόδου του ενισχυτή ακουστικού τερματικού. Ο προενισχυτής μπορεί επίσης να περιλαμβάνει στοιχεία ελέγχου τόνου και έντασης.

Για την αναπαραγωγή εγγραφών από δίσκους βινυλίου, χρησιμοποιούνται ειδικοί προκαταρκτικοί ενισχυτές διόρθωσης που σχηματίζουν την απόκριση συχνότητας για εργασία με την κεφαλή συλλογής. Όταν η μουσική καταγράφηκε και ακούστηκε σε κασετόφωνα, χρησιμοποιήθηκαν ενισχυτές εγγραφής και αναπαραγωγής. Ο σκοπός αυτών των ενισχυτών ήταν να διαμορφώσουν την απαιτούμενη απόκριση συχνότητας του καναλιού εγγραφής - αναπαραγωγής.

Ενισχυτές

Συχνότερα χρησιμοποιούνται σε όργανα μέτρησης, αυτοματισμούς, ελεγκτές βιομηχανικού εξοπλισμού. Αυτοί οι ενισχυτές ονομάζονται επίσης ενισχυτές οργάνων. Έχουν πολύ χαμηλό εσωτερικό θόρυβο, πολύ μεγάλο κέρδος (με σπασμένο κύκλωμα OS) και πολύ μεγάλο λόγο απόρριψης κοινού τρόπου λειτουργίας. Αυτά τα πολύ υψηλά χαρακτηριστικά επιτυγχάνονται με τη χρήση μιας συγκεκριμένης ένωσης πολλών op-amp. Εδώ είναι πόσοι "πολύ" μετρητικοί ενισχυτές έχουν. Το σχήμα 4 δείχνει ένα κλασικό κύκλωμα ενισχυτή οργάνων.

Σχήμα 4Κύκλωμα ενισχυτή οργάνων

Μαζί με αυτό το κύκλωμα, χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως κυκλώματα σε έναν ή δύο ενισχυτές. Υπάρχουν πιο σύνθετα σχέδια. Πρόσφατα, τα ενισχυτικά μέτρησης έχουν παραχθεί σε μια ολοκληρωμένη έκδοση - ό, τι φαίνεται στο σχήμα 4 ταιριάζει σε ένα περίβλημα, ενώ ο αριθμός των στοιχείων συντονισμού είναι ελάχιστος, συνήθως ένας εξωτερικός αντιστάτης. Στο σχήμα 4, αυτό είναι R1, και στο σχήμα 5, η αντίσταση είναι RG (GAIN).

Η εσωτερική δομή ενός ολοκληρωμένου μετρητικού ενισχυτή τύπου AD623, φυσικά, ένα απλουστευμένο κύκλωμα φαίνεται στο σχήμα 5. Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό αυτού του ενισχυτή είναι η χαμηλή τιμή του και η δυνατότητα εργασίας με μονοπολική ισχύ.

Σχήμα 5. Σχέδιοενσωματωμένο ενισχυτή μέτρησης AD623

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους ηλεκτρονικούς ενισχυτές εδώ.

Μπόρις Αλαντίσκιν